胡文彬

（廣東紅海灣發(fā)電有限公司，廣東 汕尾 516623）

XXX電廠3號機(jī)組出口斷路器采用的是法國AREVA（阿?，m）集團(tuán)產(chǎn)品，型號為FKG1XV，滅弧介質(zhì)為SF6；發(fā)電機(jī)出口斷路器為戶內(nèi)型、金屬封閉、自冷、水平布置、SF6開關(guān)、三相機(jī)械聯(lián)動。每相由26根銅編織線與斷路器連接。

1 故障情況

2021年9月03日機(jī)組負(fù)荷630MW，監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)CRT發(fā)出口開關(guān)“SF6氣壓低第1閥值報警”，就地檢查核實(shí)3號發(fā)電機(jī)出口開關(guān)803氣室SF6壓力為830KPa，正常值為850KPa，就地持續(xù)監(jiān)視SF6壓力下降情況，下降速率約為1KPa/min。20：29，CRT發(fā)出口開關(guān)“SF6氣壓低第2閥值報警（1）”“SF6氣壓低第2閥值報警（2）”“分閘線圈I斷線”“分閘線圈II斷線”，壓力顯示已下降至800KPa，且仍繼續(xù)下降，發(fā)電機(jī)出口斷路器閉鎖動作且檢查發(fā)電機(jī)出口斷路器外殼溫度較高，將6KV廠用電切換至高備變供電，正常。22:06，降負(fù)荷至110MW，采用越級停運(yùn)3號發(fā)電機(jī)方式，斷開500kV第三串聯(lián)絡(luò)開關(guān)5032及3#主變高開關(guān)5031，發(fā)電機(jī)負(fù)荷降至0MW

2 故障檢查及處理過程

2.1 檢查情況

辦理工作票，用SF6專用回收儀器回收斷路器里的SF6，壓力到0后打開人孔門，檢查氧氣含量合格，內(nèi)部不存在六氟化硫和有害氣體后，進(jìn)去檢查斷路器內(nèi)部軟連接、金具、斷路器金具頭發(fā)現(xiàn)不同程度的損傷，其中斷路器B相損傷較為嚴(yán)重（檢查情況見圖1）對出口斷路器SF6氣體管道各個連接處進(jìn)行密封包扎密封對管道充SF6至額定壓力。檢查管道泄漏情況，發(fā)現(xiàn)B相靠發(fā)電機(jī)側(cè)連通管底部有泄漏。

圖1

2.1.1 出口斷路器處理

（1）對發(fā)電機(jī)出口斷路器本體軟連接端子板處打磨處理，在軟連接逐個恢復(fù)接線過程中及整體接線后，均要求做回路電阻，并與上一次檢修時做的試驗(yàn)對比。

（2）SF6氣壓回路泄壓后（泄壓時進(jìn)行SF6氣體回收），按照力矩規(guī)定（M10螺栓：40N·m、M12螺栓：70N·m）重新緊固螺栓。先按對角螺栓緊固，再按順序全部再緊固一遍。

（3）B相靠發(fā)電機(jī)側(cè)連通管底部泄漏處刷涂包裹玻璃鋼(圖1)，并晾干24h。

（4）重新補(bǔ)充SF6氣體，補(bǔ)至額定壓力0.85kPa后并進(jìn)行全面查漏和保壓試驗(yàn)，無發(fā)現(xiàn)有新的泄漏點(diǎn)。（每隔半小時記錄一次氣壓數(shù)據(jù)，必要時重新進(jìn)行泄壓處理）

2.1.2 封母金具及軟連接處理

更換B、C相兩側(cè)及A相發(fā)電機(jī)側(cè)軟連接及封母金具。確認(rèn)金具、軟連接及相關(guān)配件數(shù)量準(zhǔn)確無誤，現(xiàn)場檢查無損傷痕跡，設(shè)備出廠試驗(yàn)合格，具備出廠合格證。根據(jù)圖紙分別對B4、C4處母線外殼劃線并切割FT1-9-6G絕緣子座安裝孔φ200，每相3處共6處，并焊接FT1-9-6G絕緣子座。移除原支撐絕緣子前，使用枕木對離相封閉母線做好重力支撐，再移除原絕緣子，安裝至新焊接的FT1-9-6G絕緣子座。焊接完成后焊接位置及部件處涂B03淡灰色漆。根據(jù)圖紙分別對A1、B1、C1、B4、C4處母線外殼及導(dǎo)體劃線并切割?，F(xiàn)場焊接新導(dǎo)體金具頭，新金具頭與導(dǎo)體用導(dǎo)體抱瓦進(jìn)行焊接，焊接前需要調(diào)整母線金具與GCB金具間相對位置（控制在400±5mm）。焊接完成后，對焊接位置進(jìn)行表面著色探傷。探傷完成后，對導(dǎo)體及焊接位置抱瓦涂黑漆。焊接外殼抱瓦，焊接完成后對焊接位置進(jìn)行探傷，探傷完成后對焊接位置及外殼抱瓦處涂B03淡灰色漆。

2.2 封母交流耐壓試驗(yàn)

（1）拆除3號發(fā)電機(jī)出線軟連接、主變低壓側(cè)軟連接、廠高變高壓側(cè)軟連接及勵磁變高壓側(cè)軟連接。

（2）分別對3號發(fā)電機(jī)出口斷路器發(fā)電機(jī)側(cè)離相封母、主變側(cè)離相封母逐相進(jìn)行絕緣電阻和交流耐壓試驗(yàn)，數(shù)據(jù)合格。

（3）試驗(yàn)完成后復(fù)裝3號發(fā)電機(jī)出線軟連接、主變低壓側(cè)軟連接、廠高變高壓側(cè)軟連接及勵磁變高壓側(cè)軟連接，并驗(yàn)收力矩合格。

2021年9月25日機(jī)組成功并網(wǎng)，26日加至滿負(fù)荷發(fā)電，持續(xù)觀察數(shù)天，未發(fā)現(xiàn)出口斷路器SF6壓力泄漏，A、B、C三相連接處無過熱現(xiàn)象。

3 故障原因分析

結(jié)合運(yùn)行、檢修記錄和檢查過程中發(fā)現(xiàn)的問題，初步分析導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行中出口斷路器SF6泄漏有以下幾種原因。

（1）機(jī)組投產(chǎn)至今時長11年，2019年3月C修后至今連續(xù)運(yùn)行時長2年6個月，在停機(jī)維護(hù)期間未按照標(biāo)準(zhǔn)打力矩，導(dǎo)致軟連接金屬搭接面螺栓松動，金屬接觸面減小，軟連接金屬接觸長期通過大電流，當(dāng)電流流過導(dǎo)體材料后，它會發(fā)熱，材料的表面會發(fā)生氧化，再加上海邊電廠日常運(yùn)行環(huán)境中濕度較高，鹽分大。材料的表面會發(fā)生氧化。氧化后會減小導(dǎo)體的截流面積，截面減小意味著導(dǎo)體的發(fā)熱更加嚴(yán)重，這又加劇了氧化程度，到了最后鍍銀層被嚴(yán)重腐蝕，接觸越來越差，有效導(dǎo)電面積越來越窄，接觸電阻升高。軟連接接觸面效果變差，發(fā)電機(jī)電流分?jǐn)偛痪?，溫升超過一定值后，材料的機(jī)械強(qiáng)下降。大電流情況下，容易導(dǎo)致接觸面局部區(qū)域溫度升高，過高的溫升將影響電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性。最終導(dǎo)致斷路器內(nèi)部溫度升高SF6密封件損壞，氣體泄漏。

（2）由于銅的良好導(dǎo)電性能，電氣設(shè)備中大量使用銅材質(zhì)，采用鍍銀工藝不僅可以降低接觸電阻，同時，還可以在不增大導(dǎo)體截面的情況下提高與外部電路進(jìn)行電氣連接的電器導(dǎo)電部分截流量。銀具有電阻率低、附著性好、電鍍層一般較厚，粘結(jié)磨損小、滑動壽命長等特點(diǎn)，銀作為鍍層材料得到大量應(yīng)用。為了提高接觸體的導(dǎo)電性與有效利用率，在接觸體表面增加鍍層是必不可少的工藝，從機(jī)械性能上來說，可以增加接觸體的強(qiáng)度、耐磨性與平滑度。在鍍銀過程中工藝或者材質(zhì)上出現(xiàn)問題，銀液發(fā)生了變化，鍍液中雜質(zhì)積累和含銀量降低，保證不了鍍銀層的厚度。軟連接作為備品備件在保養(yǎng)期間應(yīng)保存在低溫、干燥、清潔的環(huán)境中。避免軟連接鍍銀層失效。

（3）母線金具頭材質(zhì)為表面鍍銀基底材料為鋁材質(zhì)制作而成，軟連接材質(zhì)為表面鍍銀基底材料為銅制作而成，斷路器兩端接線排齒口為表面鍍銀基底材料為98%鋁的鋁合金制作而成，在運(yùn)行中，當(dāng)連接處表面鍍銀層逐漸失去作用后，接觸面也逐漸變成銅鋁接觸，由于同銅鋁的電位不同，銅鋁接觸部分會由于原電池反應(yīng)加速鋁線的氧化，時間久了，銅鋁接頭會接觸不良，當(dāng)銅和鋁直接連接時，這兩種金屬的接觸面在空氣中水分、二氧化碳和其他雜質(zhì)的作用下極易形成電解液，從而形成的以鋁為負(fù)極、銅為正極的原電池，使鋁產(chǎn)生電化腐蝕，造成銅、鋁連接處的接觸電阻增大。接觸電阻的增大，運(yùn)行中就會引起溫度升高，高溫下腐蝕氧化就會加劇，產(chǎn)生惡行循環(huán)，使連接質(zhì)量進(jìn)一步惡化，最后導(dǎo)致接觸點(diǎn)溫度過高。

（4）在軟連接和金具頭、斷路器兩端接線排齒口連接觸面不管加工如何光滑，從細(xì)微結(jié)構(gòu)來看，都是凹凸不平的，實(shí)際有效接觸面只占整個接觸面的一小部分，各種金屬在空氣中還會產(chǎn)生一種氧化層，使有效接觸面積更小。導(dǎo)電膏導(dǎo)電膏中的鋅、鎳、鉻等細(xì)粒填充在接觸面的縫隙中，等于增大了導(dǎo)電接觸面，金屬細(xì)粒在壓縮力或螺栓緊固力作用下，能破碎接觸面上金屬氧化層，使接觸電阻下降，相應(yīng)接頭溫升也降低，使接頭壽命延長。使用劣質(zhì)的導(dǎo)電膏，也是導(dǎo)致此處缺陷發(fā)生的原因。

4 結(jié)語

對于發(fā)電機(jī)出口斷路器運(yùn)行中SF6氣體泄漏較為罕見，若不及時停機(jī)處理，則可導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，給發(fā)電廠造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，因此發(fā)電廠應(yīng)重視發(fā)電機(jī)設(shè)備檢查與檢修，嚴(yán)格控制檢修過程中的質(zhì)量控制，同時，也要采用多種多樣的離線、在線監(jiān)測方法及時發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，有機(jī)會安排停機(jī)消缺工作。